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C/ San José, 16, 1ºB
/
, ,
30009 Murcia
Tfno./Fax: 968 284194
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www.basaltoit.com ÍNDICEGENERAL
1. MÉTODOS GEOLÓGICOS DE CAMPO
2. PROSPECCIÓN GEOFÍSICA 3. SONDEOS MECÁNICOS
•2.1. Sondeos eléctricos •3.1. Recuperación de verticales (SEV) testigo continuo •1.1. Cartografía geológica •2.2. Tomografía eléctrica •3.2. Rotopercusión
•1.2. Caracterización •2.3. Sísmica 2 3 Sí i
•3.3. Wireline
3 3 Wi li
geomecánica
•2.4. Georadar
GPR (Ground
•3.4. Determinación % RQD
•1.2.1. Martillo geológico Penetrating Radar) •1.2.2. Brújula •1.2.3. Esclerómetro o Martillo Schmidt 4. ENSAYOS DE LABORATORIO
5. INSTRUMENTACIÓN
6. TRABAJO DE GABINETE
•4.1. Análisis microscópico
•4.2. Difracción de rayos X
•4.3. Ensayo de carga puntual Franklin Point l F kli P i
Load Test (PLT)
•5.1. Inclinómetros
•5.2. Extensómetros
•5.3. Deformímetros
•6.1. Estabilidad de taludes
•6.2. Cálculo de reservas
•6.3. Modelización 3D La investigación en minería constituye uno
de los pilares fundamentales en los que
BASALTO INFORMES TÉCNICOS, S.L. está
apoyando
su
consolidación
como
consultora de referencia en aspectos
geológicos. Somos conscientes del impulso
que la minería está experimentando en los
últimos tiempos y pretendemos ofrecer un
apoyo especializado al desarrollo de este
campo. Para ello aplicamos métodos
geológicos que van desde los más
tradicionales, como cartografía geológica
de detalle, hasta otros más avanzados,
como técnicas geofísicas e instrumentación.
Además, desde BASALTO INFORMES
TÉCNICOS, S.L. prestamos especial
atención a la innovación y por ello estamos
especialmente pendientes de la aparición
de nuevas metodologías que nos puedan
ayudar a ofrecer un asesoramiento integral
en materia de investigación minera a
nuestros clientes.
Explotación a cielo abierto en Elche de la Sierra C/ San José, nº 16‐1ºB Edificio Fuensanta 30009 Murcia Telf. y fax 968 28 41 94 email: [email protected]
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1 1 CARTOGRAFÍA GEOLÓGICA
1.1.CARTOGRAFÍAGEOLÓGICA
La cartografía geológica es
la herramienta básica de
la investigación geológica.
Permite
recoger
información general y de
detalle
de
las
características litológicas,
estratigráficas,
estructurales, etc. de la
zona investigada.
d En toda
d
campaña de investigación
es fundamental contar
con la base de una buena
cartografía geológica.
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1.2.CARACTERIZACIÓNGEOMECÁNICA
La descripción y clasificación física y mecánica de un macizo rocoso es de gran
importancia debido a la gran cantidad de obras que sobre estos se desarrollan.
Así,í se hace
h
necesario realizar
l
una serie de
d estudios
d
y pruebas
b con ell fin
f de
d
conocer las características del material sobre el cual se planea la obra. Estos
estudios y pruebas tienen como objetivo conocer la litología del macizo rocoso,
l dureza,
la
d
existencia
i t i de
d discontinuidades,
di
ti id d
etc.
t
P
Para
esto
t se precisa
i
fundamentalmente de:
Martillo de campo (martillo geológico)
Brújula
Esclerómetro o martillo Schmidt
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BRÚJULA
Y MARTILLO GEOLÓGICO
BRÚJULAYMARTILLOGEOLÓGICO
1.2.1. Martillo de campo: permite dar una aproximación inicial al valor de la resistencia de una roca. 1.2.2. Brújula: se utiliza para medir dirección y buzamiento de planos de discontinuidad estratificación y foliación
discontinuidad, estratificación y foliación.
EEmpleo de martillo para comprobar dureza de l d
till
b d
d
una roca para explotación a cielo abierto
Medición de dirección y buzamiento mediante Medición
de dirección y buzamiento mediante
brújula en la cantera La Magdalena, Yecla (Murcia)
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1.2.3.ESCLERÓMETROOMARTILLOSCHMIDT
Permite obtener la resistencia a compresión simple de la matriz rocosa o de las discontinuidades a partir del principio de proporcionalidad entre rebote y dureza de una masa elástica.
Esclerómetro o Martillo Esclerómetro
o Martillo
Schmidt
Caracterización del macizo rocoso mediante esclerómetro en la Mina Agrupa Vicenta, T.M. La Unión (Murcia) C/ San José, nº 16‐1ºB Edificio Fuensanta 30009 Murcia Telf. y fax 968 28 41 94 email: [email protected]
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2.1.SONDEOSELÉCTRICOSVERTICALES
(SEV)
Esta técnica consiste en introducir una corriente continua de intensidad conocida a través de dos
electrodos de corriente A y B. Estos electrodos se separan sucesivamente de un punto central siguiendo
una línea recta, tomando un valor de resistividad en cada intervalo de separación. El resultado que se
obtiene
bti
es la
l variación
i ió de
d la
l resistividad
i ti id d con la
l profundidad
f did d en ell punto
t central
t l del
d l perfil
fil investigado.
i
ti d
Estas diferentes medidas que se van realizando, permiten crear una curva, la cual es interpretada para
identificar los espesores y la profundidad de los materiales en el subsuelo.
Dispositivo Schlumberger
Dispositivo
Schlumberger en campaña de en campaña de
SEV
Resistivímetro marca IRIS.
marca IRIS
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• Descripción del equipo: •Resistivímetro: equipo para producir la corriente y para recoger los datos de
resistividad obtenidos del terreno.
•Electrodos: para introducir la corriente en el subsuelo.
•Cables
C bl eléctricos:
lé i
para conducir
d i la
l corriente
i
h
hasta
l electrodos.
los
l
d
Resistivímetro (marca IRIS)
Resistivímetro (marca ABEM)
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• Aplicaciones:
Aplicaciones: •Permeabilidad del subsuelo.
•Determinar la profundidad del nivel freático.
•Continuidad de los niveles geotécnicos o de las i id d d l
i l
é i
d l
distintas capas del subsuelo. •Continuidad lateral y en profundidad
•Cambios laterales de facies
C bi l t l d f i
•Espesores de las distintas capas horizontales.
Equipo de prospección geoeléctrica
Equipo de prospección geoeléctrica.
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Ejemplo de SONDEO ELÉCTRICO VERTICAL: Caracterización geológica en cantera de explotación de áridos
g
g
p
CURVA GEOELÉCTRICA
SONDEO ELÉCTRICO VERTICAL
COLUMNA ESTRATIGRÁFICA
CAP
A
PRO
F.
(m)
ESPES
OR (m)
1
2
3
4
2,8
4,8
31,8
-
2,8
2,0
27,0
-
RESISTI
V.
(Ohm*m
)
465
1226
505,3
1369
LITOLOGÍA
CALIZA
CALIZA
CALIZA
CALIZA
Notas: dispositivo Schlumberger.
Schlumberger
Explotación a cielo abierto. Fuente Álamo (Murcia)
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2 2 TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA
2.2.TOMOGRAFÍAELÉCTRICA
Es un método basado en la modelización 2‐D y 3‐D de la resistividad del
terreno con el empleo de técnicas numéricas. El objetivo es obtener una
sección de resistividades reales del subsuelo.
Equipo de Tomografía Eléctrica Capacitiva, equipo OhmMapper
Equipo de Tomografía Eléctrica Galvánica C/ San José, nº 16‐1ºB Edificio Fuensanta 30009 Murcia Telf. y fax 968 28 41 94 email: [email protected]
• Aplicaciones:
p
•Detección de zonas saturadas y nivel freático.
•Determinación de espesores de rellenos antrópicos.
•Localización de huecos naturales o artificiales
•Localización de huecos naturales o artificiales.
•Delimitar filtraciones.
•Correlación lateral de niveles geológicos.
Detección de fallas geológicas.
de fallas geológicas
•Detección
•Determinación de espesores de distintas capas.
Determinación del espesor de un filón de cuarzo mediante tomografía eléctrica en Salamanca
Estabilidad de bermas en Cartagena
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221T
2.2.1.TomografíaeléctricaCapacitiva
fí lé t i C
iti
• Descripción del equipo:
El Ohm Mapper es un medidor de resistividades por acoplamiento capacitivo
que mide las propiedades eléctricas del subsuelo. Se emplea una configuración
eléctrica dipolo‐dipolo que consiste en un emisor o transmisor, que emite un
i
impulso
l electromagnético
l
é i y un receptor que capta ell voltaje.
l j
LLocalización de diques de cuarzo en li ió d di
d
Plasencia
Perfiles de tomografía eléctrica en P
fil d t
fí lé t i
Escombreras (Cartagena)
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2 2 2 Tomografía Eléctrica Galvánica
2.2.2.TomografíaEléctricaGalvánica
• Descripción del equipo:
Es una técnica multielectródica automatizada que nos permite obtener un modelo en
2‐D de resistividades reales del subsuelo. Este método nos permite mayor profundidad
de investigación debido a la abertura de los cables, con 400m de longitud.
Equipo de tomografía eléctrica galvánica
Campaña de prospección geofísica en Salamanca
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Ejemplo de aplicación de tomografía eléctrica: Localización de diques de cuarcita y cubicaje de una
Localización de diques de cuarcita y cubicaje de una explotación.
Perfil de Tomografía Eléctrica
Ortocuarcita
Explotación de cuarcita en Cáceres.
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2.3.SÍSMICA
El método sísmico consiste en generar perturbaciones dinámicas artificiales (martillo,
explosivo, etc.) sobre la superficie del terreno. Estas perturbaciones originan ondas
elásticas, longitudinales y transversales que se registran en pequeños detectores o
geófonos.
Así, se miden los intervalos de tiempo
que transcurren desde que se genera el
impulso hasta su recepción en los
ggeófonos o sensores colocados a
diferentes distancias, que a su vez lo
envían al aparato registrador. Esto
permite construir una gráfica de
tiempo‐distancia,
conocida
como
domocrónica, donde se representa la
velocidad de propagación de las ondas
del terreno y construir un modelo
gráfico que refleje cómo se distribuyen
estas velocidades en el subsuelo.
Campaña de sísmica de refracción en Escombreras (Murcia).
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Ejemplodeutilizacióndeprospecciónsísmicaderefracciónpara
Ej
l d tili ió d
ió í i d f
ió
explotaciónminera:Caracterizaciónderipabilidad delosmateriales
Cada tipo de material presenta una velocidad de propagación de ondas sísmicas
Terreno
T
ripable
i bl
Terreno
T
no ripable
i bl
La línea recta discontinua diferencia entre un material ripable mediante medios mecánicos y otro no ripable en el que sería necesario utilizar explosivos.
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Aplicaciones: • Determinar la distribución de las velocidades de propagación de las ondas sísmica con el fin de conocer la estructura, propiedades físicas y la composición del subsuelo. • Localizar el basamento y cuantificar espesores de relleno • Determinar las condiciones de meteorización y la competencia de los materiales.
• Detección de fallas geológicas y discontinuidades, g
g
y
,
en general. • Determinar los parámetros dinámicos del subsuelo. • Caracterización geomecánica de los materiales. Caracterización geomecánica de los materiales
Equipo de sísmica de refracción
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2.4.GEORADARGPR
2
4 GEORADAR GPR
(GROUNDPENETRATINGRADAR)
Investigación mediante georadar realizada para localizar irregularidades y zonas potencialmente inestables
en la Mina Agrupa Vicenta, realizada por Basalto Informes Técnicos, S.L., en el T.M. La Unión (Murcia)
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2.5.PROSPECCIÓNLECTROMAGNÉTICA
VLF
Este
método
utiliza
las
ondas
electromagnéticas de radio, en la banda de
muy baja frecuencia (VLF), de los transmisores
d comunicación
de
i ió militar
ili con los
l submarinos.
b
i
El
método se basa en la medición de las distintas
componentes del campo magnético a
determinadas frecuencias (entre 15 y 30 Khz).
Khz)
Las discontinuidades existentes en el subsuelo
generan anomalías locales del campo
magnético en función de la mayor o menor
magnético,
conductividad del mismo, las cuales son
detectadas e interpretadas. Ello obedece a
que estas estructuras geológicas,
geológicas modifican la
dirección e intensidad del campo magnético.
El equipo de medida está compuesto por un
receptor de ondas de radio VLF.
Campaña de VLF en Escombreras (Murcia).
Objetivo: localización de fallas.
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EjemplodeutilizacióndeprospecciónelectromagnéticaVLF
Ej
l d tili ió d
ió l t
éti VLF
paralalocalizacióndefallas
Respuesta Característica de Falla (máximo-mínimo)
40
30
tg(i)%
Falla
20
Campaña de prospección magnética.
Campaña de prospección magnética.
10
0
-10
Campaña de prospección con VLF para localizar fallas
0
100
200
300
400
500
Distancia (m)
Falla Umbría Sierra de Salinas, T.M. de Villena
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600
Aplicaciones: • Localización de aguas subterráneas.
• Localización de fallas y zonas de fractura en el terreno.
• Localización de minerales por su alta conductividad.
• Localización de cables y tuberías enterradas.
Localización de cables y tuberías enterradas.
• Detección de cavidades.
Cavidad kárstica, localizada con VLF
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2 6 MÉTODOS MAGNÉTICOS
2.6.MÉTODOSMAGNÉTICOS
Este método de prospección detecta
anomalías o desviaciones del valor normal
del Campo Geomagnético debido a la
presencia de minerales ferromagnéticos,
di
diamagnéticos
éti
y/oparamagnéticos.
/
éti
S basa
Se
b
en las variaciones de la susceptibilidad
magnética de un cuerpo en relación con su
entorno
entorno.
En las exploraciones mineras se aplica el
método magnético en la búsqueda directa
de minerales magnéticos y en la búsqueda
de minerales no magnéticos asociados con
los minerales, que ejercen un efecto
magnético mensurable en la superficie
terrestre.
Para ello se emplea un magnetrómetro, que
puede ser de superficie,
p
p
, aerosoportado
p
o en
barco.
Campaña de prospección magnética.
Se toman medidas a intervalos
regulares a lo largo de perfiles
perpendiculares, con lo que se
obtiene una malla de puntos que
permite confeccionar un mapa de
gradiente magnético vertical en el
que se delimita e interpretan
q
p
las
anomalías detectadas.
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Ejemplodeutilizacióndeprospecciónmagnéticay
Ej
l d tili ió d
ió
éti
mapadeanomalíasmagnéticas
Registro de anomalías magnéticas originadas por un cuerpo con propiedades magnéticas.
Mapa de anomalías magnéticas.
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Aplicaciones: • Prospección petrolífera: determinación de la profundidad de las rocas
pertenecientes al basamento.
• A partir de aquí se puede localizar y definir la extensión de las cuencas sedimentarias
ubicadas encima del basamento, que posiblemente contienen reservas de petroleo.
• Prospección minera: delineación de depósitos magnéticos intrasedimentarios
(rocas subvolcánicas e intrusiones someras) que cortan la secuencia sedimentaria
normal.
• Exploración minera: búsqueda directa de minerales magnéticos y minerales no
magnéticos asociados, con efecto medible en superficie.
• Búsqueda de agua subterránea: por medio de estudios aeromagnéticos se puede
localizar zonas de fallas,
fallas de cizallamiento y de fracturas.
fracturas El conocimiento de
sistemas de fracturas y de acuíferos en rocas solidificadas cubiertas por una capa
de depósitos aluviales puede facilitar la búsqueda y explotación de agua
subterránea.
• Exploración de minerales: levantamiento de discordancias y superficies terrestres
antiguas ahora cubiertas por rocas más jóvenes con el fin de explorar minerales
detríticos y/o minerales de uranio relacionados con discordancias.
• Arqueología: localización de estructuras de origen antrópico enterradas.
enterradas
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2 7 MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS
2.7.MÉTODOSGRAVIMÉTRICOS
Estos métodos se basan en la detección y
estudio
de
cuerpos
y
estructuras
subterráneas
por
medio
de
las
modificaciones que la presencia de éstos
produce
d
en ell campo gravitatorio
it t i terrestre,
t
t a
causa de las diferencias de densidad entre
los diversos tipos de rocas.
Se determinan las diferencias de gravedad
entre puntos (estaciones) distribuidos
uniformemente en la zona de estudio. Los
resultados obtenidos se comparan con los de
un modelo ideal de densidad homogénea.
Las anomalías gravimétricas sirven de base
para la detección y determinación de los
cuerpos o estructuras perturbadoras.
Campaña de prospección gravimétrica en Alcuneza.
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Ejemplodeutilizacióndeprospeccióngravimétricaparala
Ej
l d tili ió d
ió
i ét i
l
localizacióndeundomosalino
533000
5
8
.
9
5
7
.
-
9
6
5
.
-
9
5
5
.
-
9
- 5
9
. 4
1
0 .
- 6
4
9 .
- 5
- 5
. 2
- 59
- 59 . 6
- 60
- 59 . 8
- 59 . 9
- 59 . 7
8
.
2
-5
1
9 .
- 5
-
5
455300
00
45
553000
9
- 59 . 3
. 9
532000
-
5
-
8
5
. 3
. 9
9
9
-
. 2
.1
9
9
- 5
-5
5
8
.
8
6 8.
.
8 -5
5
7
9
- 5
5
8
-
5
8
-5 57 .
8
7
. 9
-
. 9
-
- 57 . 4
5
8
. 8
.
5
8
-
5
- 5
8 . 7
- 57 . 2
- 5
8 .
6
- 57 .
1
- 57
- 5
8
. 5
5
6
. 9
.1
8 .2
- 558 . 3
- 58 4
.
8
- 5
-
5
8
.
4
5
8
. 3
5
8
4552000
- 5
8
. 4
- 57
. 9
- 56
- 57 1
.
- 57 2
.
- 57
3
.
8
7 .
- 57 . 9
- 5
8
-5
. 8
6
6 .
- 5
7
6
- 5
-5
- 5
8
- 5
7 .
9
- 56 . 4
.1
4552000
. 2
- 56 .
5
Scale 1:10000
Estación de medida de gravimetría.
532000
533000
Mapa de anomalías de Bouguer.
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Aplicaciones: • Búsqueda y prospección de yacimientos de minerales (diapiros salinos, sulfuros,
yacimientos de petróleo y gas, “cribado” de las anomalías halladas por otros métodos
como el electromagnético, etc.),
• Delimitar
D li it basamento
b
t de
d las
l rocas sedimentarias
di
t i suprayacentes
t (menos
(
d
densas)
) y
detección de estructuras en las capas sedimentarias, que son útiles en Hidrogeología.
• Localización de cavidades subterráneas, bien naturales (terrenos kársticos) bien
artificiales (arqueología).
• Estudios tectónicos y de cartografía geológica.
• En exploración minera, búsqueda de minerales pesados como la cromita, por ejemplo.
• Estudios de reconocimiento regional para levantamiento de estructuras geológicas de
importancia regional (fallas o lineamientos).
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3.1.SONDEOSMECÁNICOSA
3
1 SONDEOS MECÁNICOS A
ROTACIÓNCONEXTRACCIÓNDETESTIGO
CONTINUO
Máquina de Sondeos q
ROLATEC ML‐76‐A
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3.2.SONDEOSMECÁNICOS
AROTOPERCUSIÓN
Sondeo a rotopercusión para investigación minera en Jumilla (Murcia)
minera en Jumilla (Murcia)
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3 4 DETERMINACIÓN DEL % RQD
3.4.DETERMINACIÓNDEL%RQD
El índice RQD (Rock Quality Designation),
desarrollado por Deere entre 1963 y1967, se
define como el porcentaje de recuperación de
testigos de más de 10 cm de longitud (en su eje)
sin tener en cuenta las roturas frescas del proceso
de perforación respecto a la longitud total del
sondeo.
Caja de testigos de sondeo realizado en calizas.
li
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4 1 ANÁLISIS MICROSCÓPICOS
4.1.ANÁLISISMICROSCÓPICOS
• Análisis mineralógicos y petrográficos
Imagen de lupa binocular
Imagen al microscopio petrográifco (nícoles cruzados)
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4 2 DIFRACCIÓN DE RAYOS X
4.2.DIFRACCIÓNDERAYOSX
Curva de difracción de RX de una muestra de cuarzo.
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Descripción del método
Descripcióndelmétodo
•La difracción de rayos X es una técnica
no destructiva
d t ti
que consiste
i t en ell
bombardeo de una muestra mineral
mediante una fuente de RX. Cada
elemento
da
una
radiación
característica al ser excitado.
•Se obtiene un espectro característico
representativo
t ti
d
de
l
los
elementos
l
t
constituyentes de la muestra ensayada.
•Aplicaciones de la difracción de rayos
X:
•Determinación de
•Fases
•Estructura
•Textura
•Tensiones
•Se pueden analizar muestras de
sólidos, polvo y líquido.
Diifractograma de RX de una muestra de cuarzo
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4.3.ENSAYODECARGAPUNTUAL
(PLT)OENSAYOFRANKLIN
• Se utiliza para determinar la resistencia a compresión simple de
resistencia a compresión simple de fragmentos de roca o de testigos cilíndricos de sondeos, a partir del índice Is obtenido del ensayo.
Equipo de carga puntual
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5 1 Inclinómetros
5.1.Inclinómetros
Equipo inclinométrico
• El incilinómetro permite detectar y cuantificar desviaciones horizontales de una tubería inclinométrica introducida en un sondeo a distintas profundidades.
• Procedimiento: ejecutar sondeo mecánico, introducir tubería inclinométrica, inyectar espacio entre perforación y tubería.
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5 1 I li ó t
5.1.Inclinómetros,controldedesplazamientos
t ld d l
i t
• Se registran los movimientos en los ejes de la tubería inclinométrica.
• Se obtienen curvas de deformación horizontal acumulada en diferentes
medidas con la profundidad.
Introducción del sensor de movimiento
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5 2 EXTENSÓMETROS
5.2.EXTENSÓMETROS
• Mide desplazamientos por grietas y
juntas, en edificios, puentes, presas,
oleoductos y estructuras similares.
• Aplicaciones:
A li i
‐Fracturas del Macizo Rocoso.
‐Grietas en Túneles y Revestimientos.
Modelo vibrating wire crackmeter
Medida del desplazamiento en una fractura para controlar su evolución.
l ió
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5 3 DEFORMÍMETROS
5.3.DEFORMÍMETROS
• Mide la deformación y, por tanto, el Mide la deformación y por tanto el
comportamiento
mecánico tanto en masas de hormigón
como de roca.
• Permiten obtener los parámetros elásticos: Módulo de Young y coeficiente de Poisson.
• Aplicaciones:
‐ Medida de la deformación en presas, puentes y
pilares .
‐ Control de la deformación durante la construcción y periodo de vida de una estructura.
‐ Medida de la deformación en túneles y galerías
mineras.
i
Modelo concrete surface mounted strain gauge
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6 1 ESTABILIDADDETALUDES
6.1.
ESTABILIDAD DE TALUDES
• Se divide en tres fases:
• Caracterización del Macizo rocoso • Mediante métodos directos: estaciones mecánicas (Brújula, martillo ( j ,
geológico, Martillo de Schmidt, etc. ) realizadas a lo largo del frente del talud de explotación o en afloramiento.
• Métodos indirectos: sísmica de refracción.
• Análisis de estabilidad de los taludes mediante el método de elementos finitos (shear strenght reduction).
• Control de posibles movimientos en los taludes mediante la instalación de Control de posibles movimientos en los taludes mediante la instalación de
inclinómetros.
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6 1 Análisis de la estabilidad
6.1.Análisisdelaestabilidad
A partir de los resultados de los ensayos de campo se
obtienen los parámetros geotécnicos característicos del
terreno, que permiten establecer un modelo 2D del talud
para el análisis de estabilidad.
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6.1.
6.1.Análisisdelaestabilidad
Análisis de la estabilidad
Con el análisis de estabilidad por el Con
el análisis de estabilidad por el
Método de Elementos Finitos (SSR) se puede determinar:
* Factor de seguridad FS del Factor de seguridad FS del
talud * Mecanismo de rotura crítico
* Desplazamientos del terraplén
Desplazamientos del terraplén
Para el análisis se utiliza el software Phase2 f
v7.013
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6 2 CÁLCULO DE RESERVAS
6.2.CÁLCULODERESERVAS
• Consiste en calcular, con el mínimo error posible, la cantidad de mineral /metal existente en el yacimiento i
l
i i
estudiado.
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6 3 MODELIZACIÓN 3D
6.3.MODELIZACIÓN3D
Bloque diagrama 3D, obtenido a partir de los resultado de una campaña de exploración minera en Almería
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